造成步進電機失步的因素和防止措施

步進電機可以根據脈沖數和脈沖頻率來對電機實現開環控制位置和速度，是一種便宜、簡單好用的控制類電機，在自動化控制領域得到越來越廣泛的應用。但由于步進電機不是閉環控制，選型或者使用不當，也會容易出現步進電機失步，也叫步進電機丟步，也就是步進電機沒有按照指令到達應該到達的位置，讓工程師們很是苦惱。那么，步進電機失步的原因是什么？可以采取哪些對策來避免失步呢？

步進電機失步的原因有很多，在實際應用過程中，需要采取排除法一一分析，才能夠找出失步的真正原因，一般導致步進電機失步的原因是下面幾種：

1.步進電機本身工作力矩不夠，沒有足夠能力帶動負載；

2.步進電機起停的加減速過程不充分，步進電機在加減速過程中失步；

3.步進電機的電源功率不夠導致步進電機的輸入功率不夠引起失步；

4.步進電機的驅動電壓不夠或者驅動電流設定過低；

5.驅動器或者控制器收到信號干擾；

6.步進電機系統共振引起步進電機帶負載能力下降而導致失步；

7.驅動器和控制器的信號不匹配；

8.同步輪或者減速箱的背隙或者來回轉到的間隙誤差沒有在程序上補償或者補償值不對；

9.控制程序本身有問題。

說起步進電機，對于電氣控制行業的工程師來說應該再熟悉不過了！它的誤差不會長期積累，能夠實現精確定位，控制比伺服簡單等優點，但步進電機精確控制的前提是電機不發生失步，如何才能避免步進電機失步？

步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制電機。在未發生失步情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數并不受負載變化的影響，當步進電機接收到一個脈沖信號時，電機就按設定的方向轉一個固定的角度（步進角或步距角），通過控制脈沖數和脈沖頻率來控制電機角位移量及電機轉速從而達到精確的開環控制。另外，步進電機每走一步所轉過的角度與理論步距之間總有一定的誤差，從某一步到任何一步，也總有一定的誤差，但是，步進電機每轉一周的步數相同，在不失步的情況下，其步距誤差不會長期累積。

上面提到的都是在不失步的情況，如何才能避免失步呢？首先我們需要知道造成電機失步的因素：

1、轉子加速度慢于步進電機的旋轉磁場;

2、轉子的平均速度高于定子磁場的平均旋轉速度;

3、電機負載慣性較大;

4、步進電機產生共振。

轉子加速度慢于步進電機的旋轉磁場即轉子速度低于換相速度時，電機會產生失步，這是因為輸入電機的電能不足，產生的力矩無法使轉子速度跟上定子磁場的旋轉速度，從而引起失步。轉子平均速度高于定子磁場平均旋轉速度，這是定子通電勵磁的時間較長，大于步進所需的時間，轉子在步進過程中獲得過多的能量，導致電機產生的轉矩過大從而引起電機越步。

以上導致步進電機失步的原因實質是步進電機驅動器選擇不當而導致，只有選擇正確合適的步進驅動器才能使步進電機發揮其控制精確的優勢。選擇合適的驅動器需要根據電機的電流，配用大于或等于此電流的驅動器。如果需要低振動或高精度時，可配用細分型驅動器。對于大轉矩電機，盡可能用高電壓型驅動器，以獲得良好的高速性能。同時對于驅動電源，很多人直接使用開關電源作為驅動電源，但是，一般最好不要使用開關電源，特別是大力矩電機，除非選用比需要的功率大一倍以上的開關電源。因為，電機工作時是大電感型負載，會對電源端形成瞬間的高壓。而開關電源的過載性能不好，會保護關斷，且其精密的穩壓性能又不需要，有時可能造成開關電源和驅動器的損壞。對于步進電機的驅動電源，可以用常規的環形或R 型變壓器變壓的直流電源。

步進電機產生共振是因為電機接收的脈沖頻率等于步進電機的固有頻率，該頻率與驅動器的細分有關系。我們一般使用步進電機時，驅動器的細分能力很重要，共振范圍越小越好。對于電機負載慣性較大是由于電機超載而引起，因此在使用時只需注意不要讓電機過載即可避免。